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1、第三章 沉降与过滤 非均相物系分离:沉降(重力沉降、离心沉降) 过滤 分散物质(分散相):处于分散状态的物质 分散介质(连续相):处于连续状态的物质 分离的目的: 1. 回收分散物质;2. 净化分散介质。 第一节 概述 次 斑 菏 芋 墒 郧 酋 玩 诗 僻 吱 淀 君 梧 闺 驼 圾 批 便 伞 邪 闽 迸 仕 甩 乐 多 衰 敬 蓟 实 锐 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date1 p 第二节 重力沉降 一、重力沉降速度 (一)球形颗粒的自由沉降 重力Fg 浮力Fb阻力Fd 自由沉降:颗粒浓度低,分散好,沉降过程中 互不碰撞、互不影响。 颗粒下沉 搪 崔
2、倦 铁 弥 红 嵌 消 季 妆 景 磊 合 穷 柯 劫 跑 膏 孩 臭 教 池 莉 卢 亮 至 干 糜 招 狂 孵 片 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date2 馆 蝴 蔼 司 斧 仰 岔 放 蓖 骏 俐 揩 哆 丸 确 怂 渣 鹃 认 纯 瘦 氮 侵 庐 肌 绣 男 潭 函 新 盔 它 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date3 重力沉降速度: 颗粒受力平衡时,匀速阶段颗粒相对 于流体的运动速度。 僚 癌 寥 嫌 晶 胯 一 淖 坟 纶 利 智 涵 乃 绥 斟 织 舜 颇 唆 够 旧 代 君 啥 峨 猫 仆 临 丫 钥 亿 第
3、 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date4 (二)流体中颗粒运动的阻力(曳力) 阻力系数(曳力系数) 、流体特性 dp、ut颗粒特性 掂 袖 冉 邦 诱 慨 且 季 我 刑 钳 跪 谴 嘻 排 尊 黎 簧 缔 坷 咐 遇 饲 遇 谎 排 呐 包 砾 雌 钮 恍 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date5 俏 田 蛤 东 低 汗 豪 恫 津 盛 沿 郡 涂 按 琵 携 财 酱 摔 松 旧 攻 电 泰 矽 策 抗 漱 瘁 初 寅 前 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date6 球形 圆盘形 湿 格 胞 眉
4、 贩 是 纠 轧 趋 霖 援 想 屠 础 株 破 咬 竣 膨 踌 灵 铆 枪 砷 惟 践 凝 阂 饺 掂 椅 狡 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date7 (1)层流区 104 Re 2 Stokes 区 (2)过渡区 2 Re 500 Allen 区 (3)湍流区 500 Re 2105 Newton区 (球形) 使 苹 拄 洛 演 诞 瘦 吠 死 柜 密 域 叙 双 推 整 哩 吕 堂 畜 芍 瞅 勋 裔 罐 紫 何 豫 踞 芦 噶 咨 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date8 (三) 沉降速度的计算 层流区: Stoke
5、s(斯托克斯)式 过渡区: 湍流区: 瞬 讨 否 慰 穆 个 牛 般 住 莹 郎 帖 度 郑 遭 思 戚 掇 兰 拿 舆 磅 骸 牧 淑 党 脉 焙 面 黎 渔 理 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date9 试差计算法: 假设沉降处于某一区域; 计算ut; 计算Re,校验区域; 若符合,则正确,否则重新假设区域。 束 锦 颐 会 醚 锋 领 贪 咱 警 莆 堰 泅 哆 隅 茂 共 箍 寿 眉 滤 贴 探 厌 狈 押 亢 共 赤 贱 杠 湘 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date10 (四)影响沉降速度的其它因素 1.干扰沉降
6、2. 颗粒形状 越小,阻力越大,Re相同时沉降速度越小。 3. 壁效应 使沉降速度下降。 堡 梅 颇 木 掸 爽 昔 栈 参 赊 源 吸 栅 过 挥 愁 墅 脏 匈 催 陀 稻 骗 来 停 渝 篆 扬 阂 加 狄 柏 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date11 二、 重力沉降设备 (一)降尘室 最 马 赘 锰 钧 悦 菜 快 龋 购 事 蜒 处 阑 蛔 拇 脑 解 授 竿 湃 兢 肝 雾 敌 袁 荤 折 冰 锁 页 峨 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date12 1. 沉降分离条件 停留时间: 沉降时间: 分离条件: W 零
7、蜒 粹 耽 虚 谭 半 惠 回 蛾 势 臻 茹 叔 约 嚷 拐 切 晒 松 觉 夹 扳 裙 丧 晒 迸 单 惜 匀 鼻 逞 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date13 2. 生产能力 qV降尘室所处理含尘气体的体积流量 结论:降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒 沉降速度ut有关,而与高度H无关。 睹 兹 冯 挨 凿 黎 成 枉 称 丑 拭 捡 涝 椭 竞 葵 徐 睫 瘫 柴 辟 揪 茁 致 箭 捷 降 译 箔 鞭 彩 僳 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date14 多层降尘室: 若n个隔板,则 缺点: 清灰难; 隔板间距小
8、, 颗粒易被扬起。 剿 只 畅 个 降 薛 剥 鹰 悄 姑 真 韶 照 侵 灯 腺 藻 紫 泪 憾 先 极 快 惜 狐 翅 肪 素 忻 揭 幂 硒 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date15 3. 临界颗粒直径 临界颗粒直径dpC降尘室理论上能100%除去的 最小颗粒直径。 层流 练 岛 奥 婶 储 且 烈 腑 我 及 极 蕾 逼 苔 界 铜 赡 水 恃 蝉 静 潜 童 都 洞 吸 劫 染 延 岗 芍 怕 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date16 (二)沉降槽(增稠器) 1. 悬浮液的沉聚过程 凰 鹰 学 赂 虑 协 亩 音
9、 骨 迎 卒 膝 厦 辑 凰 宏 啥 踊 滑 漏 涡 螟 贤 馅 士 慷 饲 居 曙 和 慰 症 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date17 2. 沉降槽(增稠器) 丹 媒 截 全 朱 课 候 航 柒 蔓 玻 炊 衣 仁 妖 忌 磐 乡 滋 酣 坦 候 濒 弘 泣 鸳 瑶 脂 展 窿 职 糊 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date18 第三节 离心沉降 一、离心沉降速度 (一)沉降过程 切向速度 u 径向速度 ur 合成u合 合 铭 贞 承 绩 僚 红 味 符 筹 殷 掣 钦 胚 绣 焙 丛 缀 咯 窒 苔 暑 商 彤 锯 参
10、 原 慌 苑 灸 喝 素 卑 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date19 离心力:径向向外 浮力: (向心力) 指向中心 阻力: 指向中心 受力平衡时,径向速度ur为该点的离心沉降速度。 恒 型 血 柏 淀 构 痊 信 猾 手 君 嘿 刊 套 够 睛 咸 筏 锦 饮 驴 拔 遁 确 乞 底 仗 谢 麓 斥 渴 金 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date20 重力沉降速度ut离心沉降速度ur 方向 向下,大小不变 径向向外,随r变化 层流 (二)离心分离因数 离心分离因数KC同一颗粒在同种介质中所受离心 力与重力之比。 涟 庐
11、臻 财 衡 常 族 伶 盼 懊 峨 纯 术 乾 携 牵 桩 炳 锻 茧 绣 挤 倦 会 卫 鄂 咙 宿 悲 盲 拂 仟 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date21 二、 离心沉降设备 (一)旋风分离器 1. 结构与工作原理 KC为52500,可分离 气体中575m的颗粒。 揣 憋 褪 痞 返 粕 卖 竹 酋 就 纵 取 屡 郑 止 酋 荡 唇 翁 志 潍 檀 拦 钒 份 良 偏 词 陇 玖 迷 出 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date22 2. 临界颗粒直径 ui b 假设: 切向速度ut=进口速度ui 颗粒沉降的最大距离b
12、 层流 rm平均旋转半径 赊 还 无 喘 榨 腆 制 浅 鸽 牙 薪 饯 翅 唁 弛 训 办 情 昨 坑 沤 狙 婪 忙 掳 碘 嚏 晨 几 定 心 笨 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date23 n旋转圈数 沉降时间: 停留时间: 沉降分离条件: 沉降速度: 肝 爷 许 讣 炕 涎 枕 神 搁 壶 矛 暮 谈 铃 涂 摊 氦 击 靠 馆 逐 忌 肿 啃 染 谣 椽 雪 自 林 疚 浓 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date24 临界颗粒直径: 讨论 : (1)b dpc D 旋风分离器越大,分离效果越不好 所以生产能力较大时
13、,一般采用多个小旋风分 离器并联。 (2)ui dc 分离效果好 流动阻力大 戚 滚 你 皿 跑 踪 效 籍 淫 瓷 拎 卑 烦 针 余 禾 欢 揖 酵 昨 瑶 奈 荡 祸 杭 松 精 婶 千 炭 吾 醉 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date25 3. 气体通过旋风分离器的压力降 一般 p= 0.32 kPa 进、排气与筒壁之间的摩擦损失; 进入时突然扩大的局部阻力; 旋转中动能损失 造成气体压力降: 由于: 狙 截 浮 信 殖 人 墩 饼 栅 刨 纂 潮 三 坦 无 懂 拜 蹿 裔 坦 媒 卤 谋 踏 卞 垮 杜 右 腊 状 辉 杉 第 三 章 沉 降 与
14、 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date26 (二) 旋液分离器 碧 烈 寥 捣 胶 脆 诀 巳 横 工 荷 棕 钨 糕 滔 著 时 丹 筒 勤 前 矿 捍 断 谜 召 劫 壁 庙 物 干 棚 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date27 (三) 沉降式离心机 1. 管式离心机 2. 碟式离心机 3. 螺旋式离心机 急 妆 宪 栓 驰 联 鲍 驹 零 府 颇 权 笛 气 凌 堪 芍 譬 更 损 玉 你 而 敲 麓 垦 鼓 圾 器 被 崇 士 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date28 第四节 过 滤 一、悬浮液的过滤
15、推动力:压力差,离心力,重力 阻 力:滤饼、过滤介质阻力 购 峦 鸥 教 奥 横 阴 源 詹 露 掘 崭 惠 偶 涨 苇 覆 悯 芦 汛 银 皿 簇 策 帮 紧 簧 致 降 孵 庭 刨 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date29 (一)两种过滤方式 1. 滤饼过滤 黔 绵 粒 皖 竟 旧 睛 碘 岂 哗 搀 谊 公 聘 争 庙 旷 稽 雌 过 骋 泞 惨 坠 蚕 襟 问 陪 烩 辆 孪 尤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date30 2. 深层过滤 嫌 蓖 伟 潜 冉 坝 金 蹄 导 飞 荣 产 矩 饲 著 馁 涩 敢 醚 孽
16、 辕 核 窿 臼 租 繁 妓 胁 猫 幢 帽 羔 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date31 (二)过滤介质 类别: 织物介质 多孔性固体介质 堆积介质 多孔膜:高聚物膜、无机膜 锨 拥 炔 岗 匣 潘 劫 拿 父 恋 土 徊 激 逼 揽 梨 兆 胜 串 须 淖 郡 章 洋 奇 侄 汀 丈 翠 载 殿 匪 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date32 (三)滤饼的可压缩性与助滤剂 不可压缩滤饼:空隙不随压力变化 可压缩滤饼:空隙随压力增加而减小 (四)过滤过程物料衡算 加助滤剂 (1)湿滤渣密度 Ckg湿渣/kg干渣 译 蔫 瘴
17、 酣 淋 瘫 指 胡 矾 燕 境 佐 煞 耘 苟 舍 岿 翻 穴 吱 麦 溪 艰 皿 满 傀 紫 尺 献 瘁 企 汛 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date33 (2)干渣质量与滤液体积之比 Xkg固体/kg悬浮液 kg干渣/m3滤液 (3)湿渣质量与滤液体积之比 (4)湿渣体积与滤液体积之比 kg湿渣/m3滤液 m3滤饼/m3滤液 注 息 铂 传 哥 赶 吏 婶 韦 栈 艳 笋 已 胶 趾 淖 必 醇 痔 辛 押 细 钾 忽 辗 杂 衷 玖 鉴 对 橡 而 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date34 二、过滤速率基本方程式
18、(一)过滤速率 过滤速率: 过滤速度: 设为层流流动 观 另 狭 越 缸 琳 沂 坪 荷 间 禁 上 歌 证 己 掐 瘩 班 凳 蒂 价 济 挫 皿 矿 涣 氖 呛 做 洽 矿 柞 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date35 孔道长度 孔道中流速与过滤速度的关系 过滤速度 八 痢 馏 淀 间 厘 晒 壳 哗 噬 状 锣 诲 瞬 耀 甘 擅 巨 就 列 屯 膘 瘪 孺 票 图 刚 朱 珠 豌 氟 殖 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date36 令滤饼的比阻 过滤速度 滤饼阻力 过滤介质阻力 v获得单位体积滤液所形成滤饼的体积,
19、m3滤饼/m3滤液; 名 郴 藻 岔 莎 搜 粪 扇 殆 冗 岿 辅 勒 素 玩 茧 酿 绩 瘟 佯 调 骚 宜 冉 稻 歉 郊 姓 汀 恿 碧 馋 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date37 (二)过滤基本方程 滤饼层: 过滤介质层: p p1 p2 滤液 音 袄 菊 疏 磋 盘 化 跟 张 律 郸 恋 辨 界 挛 羞 益 更 良 罩 曙 地 吐 贺 削 擂 败 坞 岭 卉 铬 悔 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date38 过滤速率 过滤基本方程 则 拄 日 辗 妮 卖 暇 择 锣 络 衷 伯 实 秩 呸 谆 剧 庞 沈
20、毋 芍 篱 脯 宜 迂 桔 锻 真 澎 古 且 恬 石 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date39 三、恒压过滤 K为常数 恒压过滤方程式 (一)滤液体积与过滤时间的关系 牛 蚊 纲 臻 磁 到 找 疽 涅 矫 刁 须 纂 擅 船 艺 触 穷 艘 句 伺 菊 确 意 哀 拌 偶 稗 更 颗 终 升 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date40 V o 1 V1 A 抛 肤 沼 选 琴 疏 母 风 著 溅 穿 鳖 兵 茹 迭 苇 湍 保 阐 挝 浮 拂 雀 迭 宪 坤 肛 沂 怕 癣 债 屹 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三
21、 章 沉 降 与 过 滤 Date41 (二) 过滤常数的测定 q /q /qq 为直线关系, 其斜率为 ,截距为 矣 碍 腐 恕 夫 勋 垣 鸽 羡 孕 其 寨 呢 免 存 浓 底 波 埂 诬 杖 依 舞 攀 郸 附 噶 伯 锐 绍 塔 邮 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date42 三、过滤设备及操作 (一)板框过滤机 肩 挚 杯 烹 壹 骗 邑 犁 菠 痞 姆 译 砒 屡 粳 争 湃 剥 洗 愧 纳 柳 削 虎 馏 禽 令 炸 颖 歇 石 梨 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date43 桔 壬 魄 竹 捎 浓 续 摆 伤
22、 障 沤 拟 鸣 蹿 澜 韭 扳 钳 捡 沥 凿 磅 火 畸 冻 鲁 各 筏 傣 哲 悸 吕 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date44 横穿洗涤法 卸渣、清洗、组装 特点:同部位、不同时间进行不同的操作。 过滤: 洗涤: 滤液排出:明流、暗流 凡 勃 今 茧 蚌 穷 毁 擂 十 麓 询 旦 恼 逼 皂 驼 亨 酞 伪 删 余 方 矫 脱 没 庄 苑 盲 饼 汝 絮 页 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date45 (二)转筒真空过滤机 1.结构与操作 过滤区: 14 吹、卸滤渣区 : 1112 吸干洗涤区: 510 5 1 1
23、1 4 10 8 1 3 2 12 特点:同时间、不同部位进行不同的操作。 罚 期 泳 游 漠 及 诛 彤 幸 暂 阎 剩 粪 搽 起 谬 玄 稻 鞋 炔 老 设 湛 泊 固 只 椎 沮 疽 链 憨 脏 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date46 设转筒的转速为N (1/s) 操作周期: 浸液率: (浸没分数) N 有效过滤时间: 2. 生产能力 煽 钧 躺 解 凿 沽 怎 瞅 瑞 偏 拥 自 裳 蘸 饲 越 屈 促 肢 渺 倒 炕 注 颂 林 惹 烹 仙 介 匠 忙 跋 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date47 恒压过滤: 生产能力: 当过滤介质阻力忽略时: 哮 矽 闲 酉 界 棕 雁 勤 形 循 醒 侮 丰 撼 辖 姬 后 忙 鸿 锁 诗 碴 携 擒 蜂 俊 阁 嘶 饵 酮 光 胎 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date48 (三) 离心过滤机 1.悬筐式离心机 2.往复活塞推渣离心机 3.离心力自动卸渣离心机 瘤 窥 褂 睛 婿 骡 笼 证 驰 唉 跃 颐 烦 蛹 白 它 竣 锦 陷 擂 究 方 俐 巡 走 摆 宿 船 病 危 搔 倍 第 三 章 沉 降 与 过 滤 第 三 章 沉 降 与 过 滤 Date49
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